1. Penjadwalan
Sistem Operasi

2. Penjadwalan Proses
• Adil (fairness) Adalah proses-proses yang diperlakukan sama, yaitu
mendapat jatah waktu pemroses yang sama dan tak ada proses yang tak
kebagian layanan pemroses sehingga mengalami kekurangan waktu.
• Efisiensi (eficiency)
• Waktu tanggap (response time) , Waktu tanggap berbeda untuk :
– Sistem interaktif Didefinisikan sebagai waktu yang dihabiskan dari saat
karakter terakhir dari . perintah dimasukkan atau transaksi sampai hasil
pertama muncul di layar. Waktu tanggap ini disebut terminal response time.
– Sistem waktu nyata Didefinisikan sebagai waktu dari saat kejadian (internal
atau eksternal) sampai instruksi pertama rutin layanan yang dimaksud
dieksekusi, disebut event response time.
• Turn around time Adalah waktu yang dihabiskan dari saat program atau
job mulai masuk ke sistem sampai proses diselesaikan sistem.
• Throughput Adalah jumlah kerja yang dapat diselesaikan dalam satu unit
waktu. Cara untuk mengekspresikan throughput adalah dengan jumlah
job pemakai yang dapat dieksekusi dalam satu unit/interval waktu

3. Algoritma Penjadwalan
• Nonpre-emptive, menggunakan konsep :
– FIFO (First In First Out) atau FCFS (First Come First
Serve)
– SJF (Shortest Job First)
– HRN (Highest Ratio Next)
– MFQ (Multiple Feedback Queues)
– Pre-emptive, menggunakan konsep :
• RR (Round Robin)
• SRF (Shortest Remaining First)
• PS (Priority Schedulling)
• GS (Guaranteed Schedulling)

4. Penjadwalan Real-Time
• Penjadwalan real-time dapat diartikan dengan penjadwalan
yang benar-benar valid, yang ditentukan oleh hasil logika dan
waktu hasil diperoleh.
• Terdapat dua jenis penjadwalan berdasarkan tugasnya yaitu
penjadwalan dengan hard real time, dan penjadwalan dengan
soft real time. Dalam hard real time, tugas yang dikerjakan
harus selesai tepat waktu namun pada soft real time, tugas
yang dikerjakan harus selesai namun tidak ada batasan
waktunya.
• Sebelumnya, ciri-ciri dari penjadwalan real-time diantaranya:
- Determinism = Suatu proses memiliki batasan untuk dikerjakan
- Responsiveness = Respon suatu proses untuk dikerjakan
- User Control = Kontrol dari user terhadap proses yang dieksekusi
- Realiability = Penjadwalan ini dapat diandalkan dalam penangan
masalah pada sistem operasi
- Fail-Soft Operation = Penyelesaian masalah yang ada pada sistem
operasi.

5. Algoritma Penjadawalan
- Static Table-Driven Approaches
Pada pilihan ini, analisis statis digunakan untuk mencari tugas-
tugas mana saja yang ikut dalam antrian dan deadline mana
yang paling dekat, maka itulah yang dijalankan lebih dahulu.
- Static Priority-Driven Preemptive Approaches
Tugas-tugas diprioritaskan berdasarkan batasan waktu mereka.
Pada saat dijalankan jika ada tugas dengan prioritas lebih tinggi,
tugas yang sedang dijalankan dapat dihentikan.
- Dynamic Planning-Based Approaches
Tugas-tugas sudah direncakan untuk dijalankan, namun jika ada
tugas baru datang dan memungkinkan untuk dijalankan, maka
akan diterima untuk dijalankan.

6. Algoritma Penjadawalan
- Dynamic Best Effort Approaches
Pilihan ini mempunyai perintah untuk menjalankan semua tugas yang datang,
namun jika deadline tidak terpenuhi, maka dibatalkan.
Dan ada yang mengelompokkan penjadwalan real-time ini dengan algoritma
lain, yaitu:
- Clock Driven
Clock driven ini biasa digunakan pada hard real-time sistem. Pelaksanaannya
menggunakan timer interrupt dan scheduler dapat melakukan pekerjaannya
setelah interupsi terjadi.
- Weighted Round Robin
Weighted Round Robin ini digunakan untuk penjadwalan real-time traffic
berkecepatan tinggi. Contohnya yaitu pada algoritma penjadwalan jaringan.
- Priority Driven
Priority driven ini mengutamakan priotas untuk penyelesaian suatu proses
yang dieksekusi. Biasanya digunakan untuk dinamis real-time sistem.

7. Algoritma Pre-emptive
(A. Round Robin (RR))
• Penjadwalan yang paling tua, sederhana,
adil,banyak digunakan algoritmanya dan mudah
diimplementasikan.
• Penjadwalan ini bukan dipreempt oleh proses
lain tetapi oleh penjadwal berdasarkan lama
waktu berjalannya proses (preempt by time).
• Penjadwalan tanpa prioritas.
• Berasumsi bahwa semua proses memiliki
kepentingan yang sama, sehingga tidak ada
prioritas tertentu.

8. Algoritma yang digunakan :
• Jika kwanta habis dan proses belum selesai, maka
proses menjadi runnable dan pemroses dialihkan
ke proses lain.
• Jika kwanta belum habis dan proses menunggu
suatu kejadian (selesainya operasi I/O), maka
proses menjadi blocked dan pemroses dialihkan
ke proses lain.
• Jika kwanta belum habis tetapi proses telah
selesai, maka proses diakhiri dan pemroses
dialihkan ke proses lain.

9. Diimplementasikan dengan :
• Mengelola senarai proses ready (runnable) sesuai
urutan kedatangan.
• proses yang berada di ujung depan antrian
menjadi running.
• Bila kwanta belum habis dan proses selesai, maka
ambil proses di ujung depan antrian proses
ready.
• Jika kwanta habis dan proses belum selesai, maka
tempatkan proses running ke ekor antrian proses
ready dan ambil proses di ujung depan antrian
proses ready.

10. Masalah yang timbul
• Kwanta terlalu besar menyebabkan waktu tanggap besar
dan turn arround time rendah.
• Kwanta terlalu kecil menyebabkan peralihan proses terlalu
banyak sehingga menurunkan efisiensi proses.
Penjadwalan ini :
–Baik untuk sistem interactive-time sharing dimana kebanyakan
waktu dipergunakan menunggu kejadian eksternal.
• Contoh : text editor, kebanyakan waktu program adalah
untuk menunggu keyboard, sehingga dapat dijalankan
proses-proses lain.
–Tidak cocok untuk sistem waktu nyata apalagi hard-real-time
applications.

11. B. Priority Schedulling (PS)
• Adalah tiap proses diberi prioritas dan proses yang
berprioritas tertinggi mendapat jatah waktu lebih dulu
(running). Berasumsi bahwa masing-masing proses
memiliki prioritas tertentu, sehingga akan dilaksanakan
berdasar prioritas yang dimilikinya. Ilustrasi yang dapat
memperjelas prioritas tersebut adalah dalam komputer
militer, dimana proses dari jendral berprioritas 100, proses
dari kolonel 90, mayor berprioritas 80, kapten berprioritas
70, letnan berprioritas 60 dan seterusnya. Dalam UNIX
perintah untuk mengubah prioritas menggunakan perintah
nice.
• Pemberian prioritas diberikan secara :
– Statis (static priorities)
– Dinamis (dynamic priorities)

12. Statis (static priorities)
• Berarti prioritas tidak berubah.
• Keunggulan :
–Mudah diimplementasikan.
–Mempunyai overhead relatif kecil.
• Kelemahan :
–Tidak tanggap terhadap perubahan lingkungan yang
mungkin menghendaki penyesuaian prioritas.

13. Dinamis (dynamic priorities)
• Merupakan mekanisme untuk menanggapi perubahan lingkungan sistem
beroperasi. Prioritas awal yang diberikan ke proses mungkin hanya
berumur pendek setelah disesuaikan ke nilai yang lebih tepat sesuai
lingkungan.
• Kelemahan :Implementasi mekanisme prioritas dinamis lebih kompleks
dan mempunyai overhead lebih besar. Overhead in diimbangi dengan
peningkatan daya tanggap sistem.
• Dalam algoritma berprioritas dinamis dituntun oleh keputusan untuk
memenuhi kebijaksanaan tertentu yang menjadi tujuan. Layanan yang
bagus adalah menset prioritas dengan nilai 1/f, dimana f adalah ration
kwanta terakhir yang digunakan proses.
• Contoh :
– Proses yang menggunakan 2 msec kwanta 100 ms, maka prioritasnya 50.
– Proses yang berjalan selama 50 ms sebelum blocked berprioritas 2.
– Proses yang menggunakan seluruh kwanta berprioritas 1.

14. C. Multiple Feedback Queues (MFQ)
• Penjadwalan berprioritas dinamis.
– Penjadwalan ini untuk mencegah (mengurangi)
banyaknya swapping dengan proses-proses yang
sangat banyak menggunakan pemroses (karena
menyelesaikan tugasnya memakan waktu lama) diberi
jatah waktu (jumlah kwanta) lebih banyak dalam satu
waktu. Penjadwalan ini juga menghendaki kelas-kelas
prioritas bagi proses-proses yang ada. Kelas tertinggi
berjalan selama satu kwanta, kelas berikutnya
berjalan selama dua kwanta, kelas berikutnya
berjalan empat kwanta, dan seterusnya.

15. C. Multiple Feedback Queues (MFQ)
• Ketentuan yang berlaku adalah sebagai berikut :
– Jalankan proses pada kelas tertinggi.
– Jika proses menggunakan seluruh kwanta yang
dialokasikan, maka diturunkan kelas prioritasnya.
– Proses yang masuk untuk pertama kali ke sistem
langsung diberi kelas tertinggi.
• Mekanisme ini mencegah proses yang perlu
berjalan lama swapping berkali-kali dan
mencegah proses-proses interaktif yang singkat
harus menunggu lama.

16. D. Shortest Remaining First (SRF)
• Penjadwalan berprioritas dinamis.
• Adalah preemptive untuk timesharing.
• Melengkapi SJF.
• Pada SRF, proses dengan sisa waktu jalan
diestimasi terendah dijalankan, termasuk proses-
proses yang baru tiba.
– Pada SJF, begitu proses dieksekusi, proses dijalankan
sampai selesai.
– Pada SRF, proses yang sedang berjalan (running)
dapat diambil alih proses baru dengan sisa waktu
jalan yang diestimasi lebih rendah.

17. • Kelemahan :
– Mempunyai overhead lebih besar dibanding SJF. SRF perlu
penyimpanan waktu layanan yang telah dihabiskan job
dan kadang-kadang harus menangani peralihan.
– Tibanya proses-proses kecil akan segera dijalankan.
– Job-job lebih lama berarti dengan lama dan variasi waktu
tunggu lebih lama dibanding pada SJF.
• SRF perlu menyimpan waktu layanan yang telah
dihabiskan , menambah overhead. Secara teoritis, SRF
memberi waktu tunggu minimum tetapi karena
overhead peralihan, maka pada situasi tertentu SFJ
bisa memberi kinerja lebih baik dibanding SRF.

18. E. Guaranteed Scheduloing (GS)
• Penjadwalan ini memberikan janji yang realistis (memberi daya pemroses
yang sama) untuk membuat dan menyesuaikan performance adalah jika
ada N pemakai, sehingga setiap proses (pemakai) akan mendapatkan 1/N
dari daya pemroses CPU. Untuk mewujudkannya, sistem harus selalu
menyimpan informasi tentang jumlah waktu CPU untuk semua proses
sejak login dan juga berapa lama pemakai sedang login. Kemudian jumlah
waktu CPU, yaitu waktu mulai login dibagi dengan n, sehingga lebih
mudah menghitung rasio waktu CPU. Karena jumlah waktu pemroses tiap
pemakai dapat diketahui, maka dapat dihitung rasio antara waktu
pemroses yang sesungguhnya harus diperoleh, yaitu 1/N waktu pemroses
seluruhnya dan waktu pemroses yang telah diperuntukkan proses itu.
• Rasio 0,5 berarti sebuah proses hanya punya 0,5 dari apa yang waktu CPU
miliki dan rasio 2,0 berarti sebuah proses hanya punya 2,0 dari apa yang
waktu CPU miliki. Algoritma akan menjalankan proses dengan rasio paling
rendah hingga naik ketingkat lebih tinggi diatas pesaing terdekatnya. Ide
sederhana ini dapat diimplementasikan ke sistem real-time dan memiliki
penjadwalan berprioritas dinamis.

19. Algoritma Non Pre-emptive
• A. First In First Out (FIFO)
– Penjadwalan tidak berprioritas.
• FIFO adalah penjadwalan paling sederhana, yaitu :
– Proses-proses diberi jatah waktu pemroses berdasarkan waktu
kedatangan.
– Pada saat proses mendapat jatah waktu pemroses, proses dijalankan
sampai selesai.
• Penjadwalan ini :
– Baik untuk sistem batch yang sangat jarang berinteraksi dengan
pemakai.
• Contoh : aplikasi analisis numerik, maupun pembuatan tabel.
– Sangat tidak baik (tidak berguna) untuk sistem interaktif, karena tidak
memberi waktu tanggap yang baik.
– Tidak dapat digunakan untuk sistem waktu nyata (real-time
applications).

20. Algoritma Non Pre-emptive
• B. Shortest Job First (SJF)
– Penjadwalan ini mengasumsikan waktu jalan proses sampai
selesai diketahui sebelumnya. Mekanismenya adalah
menjadwalkan proses dengan waktu jalan terpendek lebih dulu
sampai selesai, sehingga memberikan efisiensi yang tinggi dan
turn around time rendah dan penjadwalannya tak berprioritas.
• Masalah yang muncul adalah :
– Tidak mengetahui ukuran job saat job masuk. Untuk
mengetahui ukuran job adalah dengan membuat estimasi
berdasarkan kelakukan sebelumnya.
– Proses yang tidak datang bersamaan, sehingga penetapannya
harus dinamis.
• Penjadwalan ini jarang digunakan, karena merupakan
kajian teoritis untuk pembandingan turn around time.

21. Algoritma Non Pre-emptive
• C. Highest Ratio Next (HRN)
– Penjadwalan berprioritas dinamis.
– Penjadwalan untuk mengoreksi kelemahan SJF.
– Adalah strategi penjadwalan dengan prioritas proses tidak hanya
merupakan fungsi waktu layanan tetapi juga jumlah waktu tunggu
proses. Begitu proses mendapat jatah pemroses, proses berjalan
sampai selesai.
• Prioritas dinamis HRN dihitung berdasarkan rumus :
– Prioritas = (waktu tunggu + waktu layanan ) / waktu layanan
– Karena waktu layanan muncul sebagai pembagi, maka job lebih
pendek berprioritas lebih baik, karena waktu tunggu sebagai
pembilang maka proses yang telah menunggu lebih lama juga
mempunyai kesempatan lebih bagus.
– Disebut HRN, karena waktu tunggu ditambah waktu layanan adalah
waktu tanggap, yang berarti waktu tanggap tertinggi yang harus
dilayani.

22. Interupsi
• Kerja prosesor pada suatu proses terhenti oleh
pensaklaran konteks (perubahan kegiatan
prosesor dari proses ke proses yang terjadi
diantara proses sistem / proses aplikasi).
• 2 cara interupsi pada processor :
– Interupsi langsung Berasal dari luar prosesor
(peripheral / alat mengirim sinyal kepada prosesor
untuk meminta pelayanan)
– Interupsi Tanya / Polling, Berasal dari prosesor
(prosesor secara bergiliran mengecek apakah ada
peripheral yang memerlukan pelayanan atau tidak)

23. Interupsi
• Interupsi dapat di-enable dan disable tergantung pada levelnya.
• Pembangkit interupsi dapat berasal dari :
– Program, di dalam program telah dirancang pada bagian tertentu akan terjadi pensaklaran
konteks, yang menimbulkan interupsi, contohnya pada saat penggunaan alat / prosesor
secara bergantian.
– Prosesor, prosesor sendiri dapat membangkitkan interupsi, yang biasa mengolah logika dan
aritmatika. Jika melampoi ukuran tampung register di dalam prosesor, maka terjadi
kekeliruan yang akan menginterupsi kerjanya sendiri dan menyerahkan kendali prosesor pada
sistem operasi. Misalnya pembagian dengan bilangan nol.
– Satuan kendali, tugas untuk melaksanakan interupsi terletak pada satuan kendali, sehingga
satuan kendali dapat membangkitkan interupsi. Misalnya kekeliruan instruksi
– Kunci waktu / clock, menggunakan interupsi berkala. Misalnya pada program looping yang tak
terhingga, diinterupsi pada setiap selang waktu 60 detik.
– Peripheral I/O, I/O jika akan bekerja memberitahukan pada prosesor dengan interupsi
prosesor dan juga ketika pekerjaan selesai atau pada saat terjadi kekeliruan paritas.
– Memori, karena terjadi kekeliruan, misalnya ketika prosesor ingin mencapai alamat memori
yang terletak di luar bentangan alamat memori yang ada.
• Sumber daya lain, misal dibangkitkan oleh operator sistem komputer yang mengerti cara interupsi.
– Interupsi vector : Berisi alamat prosedur service interupsi
– Penerimaan interupsi dan interupsi berganda : ada kalanya interupsi ditolak oleh prosesor
atau interupsi yang datang tidak hanya satu sehingga diperlukan prioritas.

24. • 1. Penata interupsi / interrupt handler
• Jika terjadi interupsi, maka kendali prosesor diserahkan ke
bagian penata interupsi pada sistem operasi, maka penata
interupsi inilah yang melaksanakan interupsi.
1. Instruksi yang sedang diolah oleh prosesor dibiarkan sampai selesai
program.
2. Penata interupsi merekam semua informasi proses ke dalam blok
kendali proses.
3. Penata interupsi mengidentifikasi jenis dan asal interupsi.
4. Penata interupsi mengambil tindakan sesuai dengan yang dimaksud
interupsi.
5. Penata interupsi mempersiapkan segala sesuatu untuk pelanjutan
proses yang diinterupsi.
6. Penata keliru / error handler

25. •Pemulihan, komputer telah dilengkapi dengan sandi penemuan dan
pemulihan kekeliruan, contohnya telah dilengkapi dengan sandi
Hamming sehingga ketika menemukan kekeliruan sandi akan
mengoreksi kekeliruan itu, proses pulih ke bentuk semula sebelum
terjadi kekeliruan.
•Pengulangan, mengatur agar proses yang membangkitkan interupsi
keliru dikerjakan ulang, jika kekeliruan dapat diatasi maka proses akan
berlangsung seperti biasa, jika tidak teratasi maka interupsi akan
menempuh tindak lanjut keluar dari proses.
•Keluar dari proses, penata keliru menyiapkan tampilan berita keliru
dari monitor, setelah itu prosesor keluar dari proses, ini adalah
tindakan terakhir jika tidak dapat menolong proses yang keliru
tersebut.

26. Langkah-langkah terjadi interupsi :
• Hardware memuatkan (load) program counter
baru dari vector interrupsi
• Prosedur bahasa rakitan menyimpan isi register
• Prosedur bahasa rakitan men-set stack yang baru
• Prosedur C menandai proses servis siap (ready)
• Scheduler / penjadwalan menentukan proses
mana yang akan jalan berikutnya
• Prosedur C kembali ke modus bahasa rakitan
• Prosedur bahasa rakitan memulai proses yang
sedang dilaksanakan.